CN112584738A - 记录装置、图像观察装置、观察系统、观察系统的控制方法以及观察系统的工作程序 - Google Patents

记录装置、图像观察装置、观察系统、观察系统的控制方法以及观察系统的工作程序 Download PDF

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Abstract

记录装置具备：生物体信息生成部，其生成被检体的生物体信息；记录部，其将由内窥镜生成并按时间序列排列的图像数据与所述生物体信息关联起来进行记录；以及三维图像生成部，其根据所述生物体信息从记录在所述记录部中的图像数据中选择图像数据，来生成三维图像数据。由此，提供一种在从记录装置取得并观察使用内窥镜拍摄的图像时更容易观察的记录装置。

Description

记录装置、图像观察装置、观察系统、观察系统的控制方法以 及观察系统的工作程序
技术领域
本发明涉及记录装置、图像观察装置、观察系统、观察系统的控制方法以及观察系统的工作程序。
背景技术
以往，在医疗领域中，使用内窥镜对作为生物体的被检体的体内进行观察(例如参照专利文献1)。内窥镜拍摄的图像用于操作着内窥镜的第1医生进行的诊断。
另外，正在研究将内窥镜拍摄的图像保存在记录装置中，用于在空间上或时间上远离的场所的第2医生进行的诊断(第2意见)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016-062488号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，在第2医生阅览记录在记录装置中的图像的情况下，由于不能活用被检体的脉搏或呼吸等生物体信息，所以与直接将内窥镜导入被检体进行观察的情况相比，存在难以观察的问题。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供在从记录装置取得并观察使用内窥镜拍摄的图像时更容易观察的记录装置、图像观察装置、观察系统、观察系统的控制方法以及观察系统的工作程序。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题并达到目的，本发明的一个方式的记录装置具备：生物体信息生成部，其生成被检体的生物体信息；记录部，其将由内窥镜生成并按时间序列排列的图像数据与所述生物体信息关联起来进行记录；以及三维图像生成部，其通过根据所述生物体信息从记录在所述记录部中的图像数据中选择图像数据，来生成三维图像数据。
并且，本发明的一个方式的记录装置还具备图像校正部，该图像校正部实施使根据所述生物体信息而不同的形状的变化降低的校正、和对根据所述生物体信息而不同的色调的变化进行强调的校正中的至少一方。
此外，在本发明的一个方式的记录装置中，所述生物体信息生成部根据所述图像数据的时间变化来生成所述生物体信息。
另外，本发明的一个方式的图像观察装置具备：取得部，其取得三维图像数据，该三维图像数据是通过根据被检体的生物体信息从由内窥镜生成并按时间序列排列的多个图像数据中选择图像数据而生成的，视场角信息生成部，其根据输入装置受理的信息来生成视场角信息，该输入装置受理观察所述被检体的位置和角度的输入；以及二维图像生成部，其生成二维图像数据，该二维图像数据是通过根据所述生物体信息和所述视场角信息观察所述三维图像而得到的。
另外，本发明的一个方式的观察系统具备：生物体信息生成部，其生成被检体的生物体信息；以及记录部，其将由内窥镜生成并按时间序列排列的图像数据与所述生物体信息关联起来进行记录；三维图像生成部，其通过根据所述生物体信息从记录在所述记录部中的图像中选择图像数据，生成三维图像数据；视场角信息生成部，其根据输入装置受理的信息来生成视场角信息，该输入装置受理观察所述被检体的位置和角度的输入；以及二维图像生成部，其生成二维图像数据，该二维图像数据是通过根据所述生物体信息和所述视场角信息观察所述三维图像而得到的。
并且，本发明的一个方式的观察系统还具备摄像控制部，该摄像控制部根据所述生物体信息来控制所述内窥镜进行拍摄的时机。
另外，在本发明的一个方式的观察系统的控制方法中，生物体信息生成部生成被检体的生物体信息，三维图像生成部通过根据所述生物体信息从由内窥镜生成并按时间序列排列的图像数据中选择图像数据，来生成三维图像数据，视场角信息生成部根据输入装置受理的信息生成视场角信息，该输入装置受理观察所述被检体的位置以及角度的输入，二维图像生成部生成二维图像数据，该二维图像数据是通过根据所述生物体信息和所述视场角信息观察所述三维图像而得到的。
另外，在本发明的一个方式的观察系统的工作程序使观察系统执行以下处理：生物体信息生成部生成被检体的生物体信息；三维图像生成部通过根据所述生物体信息从由内窥镜生成且按时间序列排列的图像数据中选择图像数据，来生成三维图像数据；视场角信息生成部根据输入装置受理的信息生成视场角信息，该输入装置受理观察所述被检体的位置以及角度的输入；以及二维图像生成部生成二维图像数据，该二维图像数据是通过根据所述生物体信息和所述视场角信息观察所述三维图像而得到的。
发明的效果
根据本发明，能够实现在从记录装置取得并观察使用内窥镜拍摄的图像时更容易观察的记录装置、图像观察装置、观察系统、观察系统的控制方法以及观察系统的工作程序。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的观察系统的结构的框图。
图2是使用观察系统的观察的流程图。
图3是表示记录装置生成三维图像数据的情形的图。
图4是表示图像观察装置生成二维图像数据的情形的图。
图5是表示变形例1的观察系统的结构的框图。
图6是表示变形例2的观察系统的结构的框图。
图7是表示变形例3的观察系统的结构的框图。
图8是表示根据特征点的信号值生成生物体信息的情形的图。
图9是表示根据特征点的坐标值生成生物体信息的情形的图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的记录装置、图像观察装置、观察系统、观察系统的控制方法以及观察系统的工作程序的实施方式。另外，本发明并不限定于这些实施方式。本发明一般能够应用于使用医疗用内窥镜的记录装置、图像观察装置、观察系统、观察系统的控制方法以及观察系统的工作程序。
另外，在附图的记载中，对相同或对应的要素适当标注相同的符号。另外，需要注意的是，附图是示意性的，各要素的尺寸的关系、各要素的比例等有时与现实不同。有时在附图彼此之间也包含彼此的尺寸的关系或比率不同的部分。
(实施方式)
图1是表示本发明的实施方式的观察系统的结构的框图。如图1所示，本实施方式的观察系统1具备经由互联网线路等网络2连接的内窥镜观察系统10、记录装置20以及图像观察装置30。
内窥镜观察系统10具备：内窥镜11，其对作为生物体的被检体的体内进行拍摄；传感器部12，其检测被检体的生物体信息；图像处理装置13，其对内窥镜11拍摄到的图像数据实施图像处理；以及显示装置14，其显示与图像处理装置13生成的图像数据对应的图像。
内窥镜11具有插入到被检体的插入部和与插入部的基端侧连接设置的操作部，根据对操作部的输入，配置在插入部的前端的摄像元件对被检体的体内进行拍摄。摄像元件是CMOS(Complementary Metal Oxide Semiductor：互补金属氧化物半导体)、CCD(ChargeCoupled Device：电荷耦合器件)等图像传感器。
传感器部12取得脉搏、呼吸等信息作为生物体信息。具体而言，传感器部12是以把持被检体的指尖的方式固定的血流传感器。另外，传感器部12也可以是安装在被检体的口、鼻、胸部等上的呼吸传感器。
图像处理装置13例如使用包含CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)等通用处理器或ASIC(Application Specific Integrated Circuit：专用集成电路)、FPGA(Field Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)等执行特定功能的各种运算电路等专用处理器在内的工作站、个人计算机来构成。
显示装置14使用液晶或有机EL(Electro Luminescence：电致发光)等构成。
记录装置20是经由网络2与包括内窥镜观察系统10和图像观察装置30在内的多个内窥镜观察系统或图像观察装置等设备连接的服务器。记录装置20例如通过CPU等通用处理器或者ASIC、FPGA等执行特定功能的各种运算电路等专用处理器、闪存、RAM(RandomAccess Memory：随机存取存储器)、ROM(Read Only Memory：只读存储器)等半导体存储器、HDD、MO、CD-R、DVD-R等记录介质(存储元件)和驱动该记录介质的驱动装置等来实现。
记录装置20具备：生物体信息生成部21，其生成被检体的生物体信息；记录部22，其将由内窥镜11生成并按时间序列排列的图像数据与生物体信息关联起来进行记录；以及三维图像生成部23，其通过根据生物体信息从记录在记录部22中的图像数据中选择图像数据，生成三维图像数据。
图像观察装置30具备：输入装置31，其受理观察被检体的位置和角度的输入；图像处理装置32，其读出记录在记录装置20中的三维图像数据并生成图像数据；以及显示装置33，其显示与图像处理装置32生成的图像数据对应的图像。
输入装置31为与内窥镜11的操作部相同的结构，受理观察被检体的位置和角度的输入。但是，输入装置31也可以由鼠标、键盘、触摸板或触摸面板等构成。
图像处理装置32例如使用包含CPU等通用处理器或ASIC或FPGA等执行特定功能的各种运算电路等专用处理器在内的工作站或个人计算机来构成。
图像处理装置32具备：取得部321，其取得三维图像生成部生成的三维图像数据；视场角信息生成部322，其根据输入装置31受理的信息生成视场角信息；以及二维图像生成部323，其进行二维图像数据，该二维图像数据是通过根据生物体信息和视场角信息观察三维图像而得到的。
显示装置33使用液晶或有机EL(Electro Luminescence：电致发光)等构成。
接着，将说明第2医生使用图像观察装置30观察由第1医生使用内窥镜观察系统10拍摄的图像的动作。图2是使用观察系统的观察的流程图。如图2所示，第1医生使用内窥镜11，拍摄被检体的体内的图像(步骤S1)。
同时，传感器部12检测内窥镜11拍摄图像期间的血流的信息(步骤S2)。
接着，图像处理装置13对内窥镜11生成的图像数据实施规定的图像处理(步骤S3)。
然后，内窥镜观察系统10经由网络2向记录装置20发送图像数据和血流的信息，将图像数据和血流的信息记录在记录装置20中(步骤S4)。
接着，生物体信息生成部21使用血流的信息生成脉搏的信息作为生物体信息(步骤S5：生物体信息生成步骤)。图3是表示记录装置生成三维图像数据的情形的图。如图3所示，生物体信息生成部21根据传感器部12检测出的血流的信息，判定内窥镜11拍摄到的各图像是在收缩期拍摄到的图像还是在舒张期拍摄到的图像。该判定结果是各图像的脉搏的信息。另外，收缩期是心脏收缩而从心脏送出血液的期间。另一方面，舒张期是心脏舒张，动脉压随着体血管阻力而降低的期间。在收缩期和舒张期，由于体内的脏器中血流量不同，因此脏器的色调不同。
然后，记录部22将图像数据和生物体信息关联起来进行记录(步骤S6)。具体而言，将包含在图像数据中的各图像与该图像的脉搏的信息关联起来进行记录。
进而，三维图像生成部23通过根据生物体信息从图像数据中选择图像数据，生成三维图像数据(步骤S7：三维图像生成步骤)。具体地说，如图3所示，三维图像生成部23从图像数据中选择在收缩期拍摄的收缩期帧的图像，生成收缩期的三维图像。进而，三维图像生成部23从图像数据中选择在舒张期拍摄的舒张期帧的图像，生成舒张期的三维图像。另外，三维图像生成部23通过在各图像中提取特征点，并按照时间序列顺序将前后的图像的特征点接合，来生成三维图像。三维图像生成部23生成的收缩期三维图像及舒张期三维图像被记录在记录部22中。
接着，图像观察装置30的取得部321取得三维图像数据和生物体信息(步骤S8)。具体而言，取得部321从记录装置20的记录部22取得收缩期三维图像以及舒张期三维图像。
然后，视场角信息生成单元322基于输入装置31接收到的信息来生成视场角信息(步骤S9：视场角信息生成步骤)。具体地说，视场角信息生成单元322基于第2医生对输入装置31的操作来生成随时间变化的视场角信息。
进而，二维图像生成部323生成通过根据生物体信息及视场角信息观察三维图像而得到的二维图像数据(步骤S10：二维图像生成步骤)。图4是表示图像观察装置生成二维图像数据的情形的图。如图4所示，二维图像生成部323根据脉搏的信息生成假想的脉搏的相位。该相位可以使用脉搏的信息，也可以是根据脉搏的信息计算周期、振幅等的平均值而得到的信息。然后，二维图像生成部323基于相位和视场角信息，根据收缩期三维图像或舒张期三维图像中相位对应的三维图像，生成第2医生指示的位置和角度的二维图像数据。
如以上说明那样，根据实施方式，第2医生能够观察假想地脉动着且血流也变化着的被检体的体内。即，第2医生能够在接近直接使用内窥镜11观察被检体的体内的状态下进行观察，所以更容易观察。
并且，当使用呼吸的信息作为生物体信息时，第2医生可以假想地观察由于呼吸而运动的被检体的体内。即，第2医生能够在接近直接使用内窥镜11观察被检体的体内的状态下进行观察，所以更容易观察。
另外，在上述实施方式中，说明了生成假想的脉搏来观察被检体的体内的例子，但是也可以直接观察收缩期三维图像或者舒张期三维图像。
(变形例1)
图5是表示变形例1的观察系统的结构的框图。如图5所示，在观察系统1A中，记录装置20A还具有图像校正部24A，该图像校正部24A实施如下校正：降低根据生物体信息而不同的形状的变化，并且强调根据生物体信息而不同的色调的变化。具体而言，图像校正部24A对图3所示的收缩期三维图像及舒张期三维图像的形状信息及色调信息实施校正。此外，形状信息例如是在生成三维图像时提取出的特征点的三维坐标值，色调信息例如是特征点的RGB信号值。
设收缩期三维图像的形状信息为Ss，舒张期三维图像的形状信息为Se，校正后的收缩期三维图像的形状信息为Ss'，校正后的舒张期三维图像的形状信息为Se'，校正系数为ks，则通过以下的式(1)以及(2)能够对三维图像实施使形状的变化降低的校正。
Ss'＝Ss+ks(Se-Ss)，其中，0<ks<0.5…(1)
Se'＝Se-ks(Se-Ss)，其中，0<ks<0.5…(2)
另外，设收缩期三维图像的色调信息为Ts，舒张期三维图像的色调信息为Te，校正后的收缩期三维图像的色调信息为Ts'，校正后的舒张期三维图像的色调信息为Te'，校正的系数为kt，则通过以下的式(3)以及(4)能够实施强调三维图像的色调的变化的校正。
Ts'＝Ts+ks(Te-Ts)，其中，kt<0…(3)
Te'＝Te-ks(Te-Ts)，其中，kt<0…(4)
如以上说明那样，通过图像校正部24A实施校正，在三维图像生成部23生成的收缩期三维图像和舒张期三维图像之间形状的变化变少，因此，在第2医生进行观察时，在二维图像数据中没有脉动等引起的不需要的运动，容易进行观察。进而，通过图像校正部24A实施校正，在收缩期三维图像与舒张期三维图像之间色调的变化变大，因此，在第2医生进行观察时，容易观察二维图像数据中发红、肿瘤等色调不同的部分。
另外，在上述变形例1中，说明了图像校正部24A分别校正收缩期三维图像和舒张期三维图像的形状以及色调的例子，但不限于此。三维图像生成部23使用全部图像来生成三维图像的形状，并对所生成的三维图像的形状使用收缩期的色调信息来生成收缩期三维图像，也可以对所生成的三维图像的形状使用舒张期的色调信息来生成舒张期三维图像。并且，图像校正部24A可以使用上述式(3)及(4)仅对收缩期三维图像和舒张期三维图像的色调进行校正。同样地，图像校正部24A也可以仅对三维图像生成部23所生成的三维图像的形状进行校正。
另外，在上述变形例1中，说明了图像校正部24A对收缩期三维图像及舒张期三维图像实施校正的例子，但不限于此。图像校正部24A例如可以对内窥镜11生成的图像数据实施校正，三维图像生成部23使用校正后的图像数据生成三维图像数据。
(变形例2)
图6是表示变形例2的观察系统的结构的框图。如图6所示，在观察系统1B中，内窥镜观察系统10B的图像处理装置13B还具备摄像控制部131B，该摄像控制部131B根据生物体信息来控制内窥镜11进行拍摄的时机。其结果，例如能够在血流成为最大或最小的时机进行拍摄。这样，第2医生能够在收缩期与舒张期的差较大的状态下进行观察，所以容易观察。
(变形例3)
图7是表示变形例3的观察系统的结构的框图。如图7所示，在观察系统1C中，内窥镜观察系统10C不具有传感器部。
生物体信息生成部21根据记录在记录部22中的图像数据的时间变化，生成生物体信息。
图8是表示根据特征点的信号值生成生物体信息的情形的图。如图8所示，被检体的体内的色调由于血流而随时间变化。生物体信息生成部21根据在生成三维图像时提取出的特征点的RGB信号值的时间变化，生成生物体信息。具体而言，生物体信息生成部21根据特征点的R成分和B成分的信号值的时间变化，生成图3所示的脉搏的信息作为生物体信息。另外，生物体信息生成部21也可以根据图像整体的色调的时间变化、通过规定的图像处理提取出的区域的色调的时间变化等，生成脉搏的信息。并且，生物体信息生成部21可以根据R分量和B分量等中的任意一个颜色分量的信息来生成脉搏的信息，也可以通过对各个颜色分量的信号值实施规定的运算来生成脉搏的信息。
图9是表示根据特征点的坐标值生成生物体信息的情形的图。如图9所示，被检体内的脏器的位置由于脉动而随时间变化。生物体信息生成部21根据在生成三维图像时提取出的特征点的坐标的时间变化，生成生物体信息。具体而言，生物体信息生成部21根据特征点的坐标的时间变化，生成图3所示的脉搏的信息作为生物体信息。另外，生物体信息生成部21不限于特征点，也可以根据从图像检测出的轮廓线等的坐标的时间变化来生成脉搏的信息。
本领域技术人员可以容易地导出更多的效果、变形例。因此，本发明的更广泛的方式并不限定于以上表示且记述的特定的详细内容以及代表性的实施方式。因此，在不脱离由所附权利要求及其等同物所定义的总的发明概念的精神或范围的情况下，可以进行各种变更。
附图标记说明
1、1A、1B、1C 观察系统
2 网络
10、10B、10C 内窥镜观察系统
11 内窥镜
12 传感器部
13、13B、32 图像处理装置
14、33 显示装置
20、20A 记录装置
21 生物体信息生成部
22 记录部
23 三维图像生成部
24A 图像校正部
30 图像观察装置
31 输入装置
131B 摄像控制部
321 获取部
322 视场角信息生成单元
323 二维图像生成部

Claims (8)

1.一种记录装置，其具备：
生物体信息生成部，其生成被检体的生物体信息；
记录部，其将由内窥镜生成并按时间序列排列的图像数据与所述生物体信息关联起来进行记录；以及
三维图像生成部，其通过根据所述生物体信息从记录在所述记录部中的图像数据中选择图像数据，来生成三维图像数据。
2.根据权利要求1所述的记录装置，其中，
该记录装置还具备图像校正部，该图像校正部实施使根据所述生物体信息而不同的形状的变化降低的校正、和对根据所述生物体信息而不同的色调的变化进行强调的校正中的至少任意一方。
3.根据权利要求1或2所述的记录装置，其中，
所述生物体信息生成部根据所述图像数据的时间变化来生成所述生物体信息。
4.一种图像观察装置，其具备：
取得部，其取得三维图像数据，该三维图像数据是通过根据被检体的生物体信息从由内窥镜生成并按时间序列排列的多个图像数据中选择图像数据而生成的；
视场角信息生成部，其根据输入装置受理的信息生成视场角信息，该输入装置受理观察所述被检体的位置以及角度的输入；以及
二维图像生成部，其生成二维图像数据，该二维图像数据是通过根据所述生物体信息和所述视场角信息观察所述三维图像而得到的。
5.一种观察系统，其具备：
生物体信息生成部，其生成被检体的生物体信息；
记录部，其将由内窥镜生成并按时间序列排列的图像数据与所述生物体信息关联起来进行记录；
三维图像生成部，其通过根据所述生物体信息从记录在所述记录部中的图像中选择图像数据，来生成三维图像数据；
视场角信息生成部，其根据输入装置受理的信息生成视场角信息，该输入装置受理观察所述被检体的位置以及角度的输入；以及
二维图像生成部，其生成二维图像数据，该二维图像数据是通过根据所述生物体信息和所述视场角信息观察所述三维图像而得到的。
6.根据权利要求5所述的观察系统，其中，
该观察系统还具有摄像控制部，该摄像控制部根据所述生物体信息来控制所述内窥镜进行拍摄的时机。
7.一种观察系统的控制方法，其中，
生物体信息生成部生成被检体的生物体信息，
三维图像生成部通过根据所述生物体信息从由内窥镜生成且按时间序列排列的图像数据中选择图像数据，来生成三维图像数据，
视场角信息生成部根据输入装置受理的信息生成视场角信息，该输入装置受理观察所述被检体的位置以及角度的输入，
二维图像生成部生成二维图像数据，该二维图像数据是通过根据所述生物体信息和所述视场角信息观察所述三维图像而得到的。
8.一种观察系统的工作程序，其中，该工作程序使观察系统执行以下处理：
生物体信息生成部生成被检体的生物体信息；
三维图像生成部通过根据所述生物体信息从由内窥镜生成且按时间序列排列的图像数据中选择图像数据，来生成三维图像数据；
视场角信息生成部根据输入装置受理的信息生成视场角信息，该输入装置受理观察所述被检体的位置以及角度的输入；以及
二维图像生成部生成二维图像数据，该二维图像数据是通过根据所述生物体信息和所述视场角信息观察所述三维图像而得到的。
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